粗軋接軸平衡原理與改進

【摘 要】接軸平衡裝置用來消除接軸自身重量對軋輥傳動系統(tǒng)造成的影響。通過對接軸平衡缸缸頭的結(jié)構(gòu)形式分析，下接軸平衡缸缸頭改為半瓦式結(jié)構(gòu)，有效解決了平衡缸缸頭經(jīng)常斷裂的問題。

【關(guān)鍵詞】接軸；平衡；柱塞缸；缸頭；斷裂

一、概述

在軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備中，接軸是不可缺少的部件，對于自身重量較大的接軸，為消除接軸在軋鋼過程中造成軋輥擺動，采用接軸平衡裝置來消除接軸自身重量對軋輥傳動系統(tǒng)造成的影響。

1250mm熱連軋R1粗軋機為二輥可逆軋機，與E1立輥軋機一起將加熱后的板坯進行經(jīng)5~7道次軋制，軋制成30~45mm厚的中間坯。

二、粗軋接軸平衡性能參數(shù)

傳遞扭矩：2300 KNm 單根(2.25倍過載)

切斷扭矩：5300 KNm 單根(5倍過載)

最大回轉(zhuǎn)直徑：Φ1080 mm

轉(zhuǎn) 速：40/80 r/min

液壓平衡：采用巴氏合金套，稀油循環(huán)潤滑

下平衡缸：Φ240/Φ210×200 mm

上平衡缸：Φ180/Φ150×505 mm

平衡壓力：16 MPa

潤 滑: 十字頭軸承干油注入。

材 料: 合金鍛鋼

三、原理與問題分析

R1粗軋接軸平衡缸是一種立式安裝的柱塞缸(見圖)，R1軋機上、下傳動接軸(各重46.68t)各由兩根液壓缸來平衡。在工作時液壓缸內(nèi)部通油，因液壓缸兩腔聯(lián)通，實際液壓缸工作面積為缸桿的橫截面。柱塞桿通過平衡框架對軋機接軸進行平衡。兩液壓缸通過十字交叉的兩個銷軸定位安裝，保證缸頭與圓柱銷的完好接觸。

因接軸平衡立柱位于接軸重心位置，計算平衡缸壓力時接軸力臂可不作考慮。上接軸平衡缸通過杠桿支承上接軸，接軸重心剛好位于杠桿中心位置，上接軸平衡缸需給定平衡重量按22258kg計，下接軸平衡缸需平衡重量38294kg。計算得出上接軸平衡壓力126bar，下接軸平衡壓力110bar。

因主體設(shè)備的結(jié)構(gòu)因素，上、下傳動接軸均處于地坑之中。特別是下接軸平衡缸，位于接軸平衡框架內(nèi)，周圍空間十分狹小。更換一套液壓缸耗時需18小時以上。

上下接軸平衡液壓缸缸頭都是以螺紋連接的形式安裝在缸桿上，但缸頭的結(jié)構(gòu)形式有所不同。上接軸平衡缸缸頭選用半瓦式結(jié)構(gòu)，缸頭托住杠桿臂下的銷軸，缸頭與銷軸可脫離。下接軸平衡缸缸頭采用銷孔內(nèi)襯銅套形式，缸頭與平衡托架銷軸φ200H8/f7小間隙配合。由于粗軋鋼坯咬入和拋鋼時瞬時沖擊很大，特別是拋鋼瞬間，下軋輥帶動接軸有小量彈跳，因速度極快，平衡缸難以在瞬間保持跟隨。下接軸通過銷軸拉動下平衡缸缸頭，造成粗軋下接軸平衡缸缸頭螺紋處經(jīng)常斷裂。因更換液壓缸困難，只好臨時采用焊接缸頭的方案處理。但每次處理后不超過半個月的時間就會再次斷裂，需重新焊接。

四、改進措施

通過對上下接軸平衡缸缸頭的結(jié)構(gòu)形式分析，認(rèn)為上接軸平衡缸頭半托瓦形式比較合理。安排將我廠訂購的下平衡缸缸頭外委進行加工。將缸頭上半部切除，并加工15*15°楔形倒角，內(nèi)襯銅套也加工成相應(yīng)半圓，用壓板將銅套固定好，改成半圓形缸頭托起平衡架銷軸的方式備用。因斷裂的下平衡缸缸頭螺紋斷在缸桿內(nèi)，難以取出。我廠利用大中修時間將下接軸平衡缸更換，更改后效果較明顯，未再發(fā)生接軸平衡缸缸頭斷裂現(xiàn)象。

五、結(jié)論

下接軸平衡液壓缸缸頭結(jié)構(gòu)形式經(jīng)改造后投用10個月，未出現(xiàn)任何故障。對比接軸平衡缸頭更改前后效果表明：此改造方案是符合現(xiàn)場及生產(chǎn)要求的，改造的成功方便了設(shè)備維護，大大降低了工人的勞動強度和設(shè)備故障時間。